CN109783762A - 一种铝合金多工序非比例加载的成形性评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铝合金多工序非比例加载的成形性评价方法,采用塑性断裂准则，应用成形极限应力曲线判断铝合金进行多工序非比例的成形性能；应用本发明提供的技术方案可以针对铝合金非比例加载的成形性进行预测，更贴近工业生产的实际情况，提高数值模拟的准确性，并且本发明提供一种更适合铝合金的成形极限应力曲线的建立方法。

Description

一种铝合金多工序非比例加载的成形性评价方法
技术领域
本发明属于铝合金冲压成形领域，尤其涉及一种铝合金多工序非比例加载的成形性评价方法。
背景技术
铝合金因其比强度高，在汽车、航空航天等不同行业有广泛的应用，有助于降低燃料消耗。预测板料成形极限对于识别可能导致颈缩和断裂的失稳条件具有重要意义。用缩颈成形极限曲线作为预测板料成形极限的判据。在局部颈缩开始时，它表现在主应变空间上，另一方面，断裂处的成形极限曲线是由断裂前的主应变组合来确定的。虽然FLD方法是一个有用的工具，结果表明，该方法仅适用于比例加载，即在整个成形过程中，主应力之间的比值保持不变。在工业应用中，复杂的工件通常多工序制造为非比例加载，在这种情况下，FLD不能成功地进行成形性预测。
许多研究人员发现，成形极限应力图(FLSD)与应变路径无关，适合非比例加载。由于无法通过实验测量成形极限应力图(FLSD)，利用FLD数据计算了FLSD的主应力和次应力，为了产生FLSD，有多种不同方法将FLD的实测应变数据转换成应力形式，因此确定何种方法更适合生成铝合金的成形极限应力图(FLSD)尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题和不足而提供一种铝合金多工序非比例加载的成形性评价方法，本发明提供的建立成形极限应力图的公式更适合铝合金，更贴近实际结果，在开裂风险区域的精度更高，并且本发明提供成型极限应力图相比成形极限图不受应变路径影响，更适合铝合金的多工序非比例加载。
本发明目的是这样实现的：
一种铝合金多工序非比例加载的成形性评价方法，采用塑性断裂准则，应用成形极限应力曲线判断铝合金进行多工序非比例的成形性能；
具体步骤为：
步骤1、在室温下，测得铝合金板料的基本参数，包括抗拉强度、屈服强度、延伸率、加工硬化系数K、材料应变硬化指数n、向异性参数r0，r45，r90，其中，r0为平行轧制方向的各向异性参数、r45与轧制方向成45度角向异性参数、r90为垂直轧制方向向异性参数；
步骤2、利用GB 15825.8-2008-T胀形实验获得成形极限应变曲线，进而获得不同应变路径下的ε1和ε2，其ε1中为最大主应变，ε2为最小主应变；
步骤3、根据塑性断裂准则，将不同应变路径下的成形极限曲线根据公式转化为相应的成型极限应力曲线，具体的转化公式如下；
其中，
σ1为最大主应力，MPa；
σ2为最小主应力，MPa；
步骤4、将应力数值运用最小二乘法得到成形极限应力曲线；
步骤5、进行冲压模拟；
步骤6、将模拟结果中的应力值提取出来带入成形极限应力曲线，得到待测材料的成形性判定图，根据点的分布位置判断铝合金板料的成形性；超出极限应力曲线的点即判断有失稳风险。
本发明的有益效果在于：应用本发明提供的技术方案可以针对铝合金非比例加载的成形性进行预测，更贴近工业生产的实际情况，提高数值模拟的准确性，并且本发明提供一种更适合铝合金的成形极限应力曲线的建立方法。
附图说明
图1为本发明铝合金A6061板料应力-应变曲线图。
图2为本发明铝合金A6061板料不同应变路径下的成形极限曲线。
图3为本发明铝合金A6061板料应用塑性断裂准则得到的成形极限应力曲线。
图4为本发明铝合金A6061板料成形性判定图。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的说明。
一种铝合金多工序非比例加载的成形性评价方法，具体步骤为：采用塑性断裂准则，应用成形极限应力曲线判断铝合金进行多工序非比例的成形性能；
步骤1、在室温下，测得铝合金A6061板料的基本参数如表1所示，包括抗拉强度、屈服强度、延伸率、加工硬化系数K、材料应变硬化指数n、向异性参数r0，r45，r90，其中，r0为平行轧制方向的各向异性参数、r45与轧制方向成45度角向异性参数、r90为垂直轧制方向向异性参数；本发明铝合金A6061板料应力-应变曲线图见图1。
表1A6061板料的基本参数
备注：其具体实验参照GBT 5028-2008金属材料薄板和薄带拉伸应变硬化指数(n值)的测定/GBT5027-2016金属材料薄板和薄带塑性应变比(r值)的测定进行。
步骤2、利用GB 15825.8-2008-T胀形实验获得铝合金A6061板料不同应变路径下的成形极限曲线，见图2，进而获得不同应变路径下的ε1和ε2，其ε1中为最大主应变，ε2为最小主应变；
步骤3、根据塑性断裂准则，将步骤1、步骤2测得参数带入公式将不同应变路径下的成形极限曲线根据公式转化为相应的成型极限应力曲线，具体的转化公式如下；
首先得出转化公式中的
其中，
σ1为最大主应力，MPa；
σ2为最小主应力，MPa；
步骤4、将应力数值带入基于最小二乘法的自主开发的python拟合程序中，最终得到铝合金A6061板料不同应变路径下的成形极限曲线，见图3；
步骤5、进行冲压模拟，在AUTOFORM中对板料、凹模、凸模、压料面进行设置，进行冲压模拟；
步骤6、将模拟结果中的应力值提取出来带入成形极限应力曲线，得到本发明铝合金A6061板料成形性判定图，见图4，根据点的分布位置判断铝合金板料的成形性，超出极限应力曲线的点有失稳风险。
为了表述本发明，在上述中通过实施例对本发明恰当且充分地进行了说明，以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (1)

1.一种铝合金多工序非比例加载的成形性评价方法，其特征在于，采用塑性断裂准则，应用成形极限应力曲线判断铝合金进行多工序非比例的成形性能；
具体步骤为：
步骤1、在室温下，测得铝合金板料的基本参数，包括抗拉强度、屈服强度、延伸率、加工硬化系数K、材料应变硬化指数n、向异性参数r0，r45，r90，其中，r0为平行轧制方向的各向异性参数、r45与轧制方向成45度角向异性参数、r90为垂直轧制方向向异性参数；
步骤2、利用GB 15825.8-2008-T胀形实验获得成形极限应变曲线，进而获得不同应变路径下的ε1和ε2，其ε1中为最大主应变，ε2为最小主应变；
步骤3、根据塑性断裂准则，将不同应变路径下的成形极限曲线根据公式转化为相应的成型极限应力曲线，具体的转化公式如下；
其中，
σ1为最大主应力,MPa
σ2为最小主应力,MPa；
步骤4、将应力数值运用最小二乘法得到成形极限应力曲线；
步骤5、进行冲压模拟；
步骤6、将模拟结果中的应力值提取出来带入成形极限应力曲线，得到待测材料的成形性判定图，根据点的分布位置判断铝合金板料的成形性；超出极限应力曲线的点即判断有失稳风险。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111595697A (zh) * 2020-04-10 2020-08-28 唐山钢铁集团有限责任公司 一种用于评判冲压时材料抗剪切成形能力的方法
CN115824799A (zh) * 2022-07-05 2023-03-21 鞍钢股份有限公司 一种基于应变能评定取向硅钢加工性的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090056468A1 (en) * 2007-04-12 2009-03-05 Autoform Engineering Gmbh Forming limit strain analysis
CN102661899A (zh) * 2012-05-07 2012-09-12 同济大学 金属板材成形极限图的建立和使用方法
CN103871098A (zh) * 2014-03-04 2014-06-18 湖南大学 一种变厚板（vrb）三维热成形极限图的构建和使用方法
CN106802256A (zh) * 2016-12-26 2017-06-06 首钢总公司 一种构建金属薄板成形极限应力图的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090056468A1 (en) * 2007-04-12 2009-03-05 Autoform Engineering Gmbh Forming limit strain analysis
CN102661899A (zh) * 2012-05-07 2012-09-12 同济大学 金属板材成形极限图的建立和使用方法
CN103871098A (zh) * 2014-03-04 2014-06-18 湖南大学 一种变厚板（vrb）三维热成形极限图的构建和使用方法
CN106802256A (zh) * 2016-12-26 2017-06-06 首钢总公司 一种构建金属薄板成形极限应力图的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
韩非 等: "一种建立板料成形极限应力图的新方法", 塑性工程学报 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111595697A (zh) * 2020-04-10 2020-08-28 唐山钢铁集团有限责任公司 一种用于评判冲压时材料抗剪切成形能力的方法
CN111595697B (zh) * 2020-04-10 2023-08-25 唐山钢铁集团有限责任公司 一种用于评判冲压时材料抗剪切成形能力的方法
CN115824799A (zh) * 2022-07-05 2023-03-21 鞍钢股份有限公司 一种基于应变能评定取向硅钢加工性的方法

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